Comparativo entre controlador PID e redes neurais artificiais no controle de atitude de um quadricóptero

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Magnusson, Matheus
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14616
Resumo: Um quadricóptero é um helicóptero com quatro motores, que faz com que o veículo fique mais estável porém mais complexo para se controlar. Um quadricóptero tem seis graus de liberdade, três deles referentes à posição: altura, movimentos horizontais e verticais; e os outros três relacionados à orientação: arfagem, rolagem e guinada. Este trabalho apresenta um estudo usando Redes Neurais Artificiais e Controle PID aplicados no controle de atitude de um quadricóptero real, através da concepção de quatro Redes Neurais utilizando os algoritmos de treinamento Backpropagation, Levenberg-Marquardt, Bayesian Regularization e Scaled Conjugate Gradient, com aprendizado supervisionado pelo Controlador PD, gerando um sistema de controle aqui chamado de PDNN, a cada um destes sistemas de controle foi somado ainda a parcela Integral do controlador PID tradicional, resultando em quatro controladores híbridos nomeados PDNN+I, dos quais para o caso deste trabalho, a Rede Neural gerada pelo treinamento com o algoritmo Backpropagation, Levenberg-Marquardt e Bayesian Regularization obtiveram um melhor resultado, assemelhando-se aos seus professores.
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spelling 2020-11-18T14:01:56Z2020-11-18T14:01:56Z2018-12-03MAGNUSSON, Matheus. Comparativo entre controlador PID e redes neurais artificiais no controle de atitude de um quadricóptero. 2018. 96 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14616Um quadricóptero é um helicóptero com quatro motores, que faz com que o veículo fique mais estável porém mais complexo para se controlar. Um quadricóptero tem seis graus de liberdade, três deles referentes à posição: altura, movimentos horizontais e verticais; e os outros três relacionados à orientação: arfagem, rolagem e guinada. Este trabalho apresenta um estudo usando Redes Neurais Artificiais e Controle PID aplicados no controle de atitude de um quadricóptero real, através da concepção de quatro Redes Neurais utilizando os algoritmos de treinamento Backpropagation, Levenberg-Marquardt, Bayesian Regularization e Scaled Conjugate Gradient, com aprendizado supervisionado pelo Controlador PD, gerando um sistema de controle aqui chamado de PDNN, a cada um destes sistemas de controle foi somado ainda a parcela Integral do controlador PID tradicional, resultando em quatro controladores híbridos nomeados PDNN+I, dos quais para o caso deste trabalho, a Rede Neural gerada pelo treinamento com o algoritmo Backpropagation, Levenberg-Marquardt e Bayesian Regularization obtiveram um melhor resultado, assemelhando-se aos seus professores.A quadcopter is a helicopter with four Motors, that make the vehicle more stable but more complex to control. A quadcopter has six degrees of freedom, three of them regarding the position: height, horizontal and vertical motions; and the other three are related to the orientation: pitch, roll and yaw. This work presents a study of using Artificial Neural Networks and PID control applied to the attitude control of a real quadcopter beyond conception of four Neural Networks using algorithms Backpropagation, Levenberg-Marquardt, Bayesian Regularization and Scaled Conjugate Gradient with supervisioned learning by PD control, making a control systems named here as PDNN, for this control systems was summed the Integral parcel of PID traditional control, resulting in four hybrid control systems called PDNN+I, of which for the case of this work, the Neural Network generated by the training with the algorithm Backpropagation, Levenberg-Marquardt and Bayesian Regularization obtained a better result, resembling to its teachers.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoEngenharia de ComputaçãoUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de InformáticaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOAeronavesControladores PIDRedes neurais (Computação)Robôs móveisAirshipsPID controllersNeural networks (Computer science)Mobile robotsComparativo entre controlador PID e redes neurais artificiais no controle de atitude de um quadricópteroComparison between PID controller and artificial neural networks in the attitude control of a quadcopterinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPato BrancoFavarim, FábioFavarim, FábioLinares, Kathya Silvia CollazosTorrico, César Rafael ClaureBorsoi, Beatriz TerezinhaMagnusson, Matheusinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALPB_COENC_2018_2_13.pdfapplication/pdf9884898http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14616/1/PB_COENC_2018_2_13.pdf18c5062e2e7469e9672de3fd10043c48MD51LICENSElicense.txttext/plain1290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14616/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTPB_COENC_2018_2_13.pdf.txtExtracted texttext/plain133531http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14616/3/PB_COENC_2018_2_13.pdf.txtb7d848d0d13d876284cc992d8ef0c30bMD53THUMBNAILPB_COENC_2018_2_13.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1289http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14616/4/PB_COENC_2018_2_13.pdf.jpgf5bd31c904de923f8124acc7d858993cMD541/146162020-11-18 12:01:56.618oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-18T14:01:56Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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